第三讲平面连杆机构类型 ppt课件

尺寸优化
减小机构的整体尺寸，使其更 加紧凑。
重量优化
降低机构的重量，以实现轻量 化设计。
成本优化
通过优化设计降低制造成本。
优化方法
数学建模
建立平面连杆机构的数学模型，以便进行数 值分析。
优化算法
采用遗传算法、粒子群算法等智能优化算法 对机构进行优化。
有限元分析
利用有限元方法对机构进行应力、应变和振 动分析。
实例二：搅拌机
总结词
搅拌机利用平面连杆机构实现搅拌叶片的周期性摆动，促进物料在容器内均匀混 合。
详细描述
搅拌机中的四连杆机构将原动件的运动传递到搅拌叶片，使叶片在容器内做周期 性的摆动，通过调整连杆的长度和角度，可以改变搅拌叶片的摆动幅度和频率， 以满足不同的搅拌需求。
实例三：飞机起落架
总结词
飞机起落架中的收放机构采用了平面连杆机构，通过连杆的 传动实现起落架的收放功能。
。
设计步骤
概念设计
根据需求，构思连杆机构的大 致结构。
仿真与优化
利用计算机仿真技术对设计进 行验证和优化。
需求分析
明确机构需要实现的功能，分 析输入和输出参数。
详细设计
对连杆机构进行详细的尺寸和 运动学分析，确定各部件的精 确尺寸。
制造与测试
制造出样机，进行实际测试， 根据测试结果进行必要的修改 。
实验验证
通过实验验证优化结果的可行性和有效性。
优化实例
曲柄摇杆机构优化
通过调整曲柄长度和摇杆摆角，实现 机构的优化设计。
双曲柄机构优化
通过改变双曲柄的相对长度和转动顺 序，提高机构的运动性能。
平面四杆机构优化
通过调整四根杆的长度和连接方式， 实现机构的轻量化和高性能。

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《平面连杆机构基础》ppt课 件
• 平面连杆机构简介 • 平面连杆机构的基本类型 • 平面连杆机构的运动分析 • 平面连杆机构的力分析 • 平面连杆机构的优化设计 • 平面连杆机构的创新设计
01
平面连杆机构简介
定义与特点
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定义：平面连杆机构是由若干个刚性构件通过低副（铰链 或滑块）相互连接，并全部或至少两个构件处于同一平面 内的机构。
创新设计实例分析
1 2
实例一
某机械传动装置的创新设计，通过优化结构、改 进材料和工艺，提高了传动效率和使用寿命。
实例二
某汽车发动机连杆的创新设计，采用新型材料和 加工工艺，减轻了重量并提高了强度。
3
实例三
某医疗器械的创新设计，通过人性化设计和智能 化技术，提高了使用便捷性和患者体验。
THANKS
16世纪
德国的学者奥托·布 雷默尔开始系统地研 究平面连杆机构；
19世纪
英国的学者瓦特在蒸 汽机上应用了曲柄滑 块机构，使蒸汽机得 到了广泛的应用；
20世纪
随着计算机辅助设计 和制造技术的发展， 平面连杆机构的设计 和制造水平得到了不 断提高。
02
平面连杆机构的基本类型
曲柄摇杆机构
总结词
曲柄摇杆机构是一种常见的平面连杆 机构，具有曲柄和摇杆两种构件。
研究连杆机构中各构件的 速度变化规律，确定各构 件之间的相对速度。
速度曲线
分析连杆机构中各构件的 速度曲线，了解其运动规 律。
速度分析方法
采用解析法或图解法进行 速度分析，得到各构件的 速度参数。
加速度分析
加速度分析
研究连杆机构中各构件的加速度变化规律，确定 各构件之间的相对加速度。

常用的机构
连杆机构 凸轮机构 齿轮机构 间歇运动机构 轮系
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1
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2
连杆机构 若干刚性构件通过低副连接组 成的机构，称为连杆机构或低 副机构。
曲柄摇杆机 构
曲柄滑块机构（对心）
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3
牛头刨床
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4
连杆机构的主要优点：
（1）能够实现多种运动轨迹曲线和运动规律。
▲若最短杆和最长杆长度之和大于其他两杆长度之和， 则无论取何杆为机架均得双摇杆机构。
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29
二、急回运动
1、急回运动
●曲柄摇杆机构中，
原动件AB以 1等速转动
(1)摇杆CD的两极限位置 当AB与BC两次共线时， 摇杆CD处于两极限位置。
极位夹角 b 2
C v1 C1 v2 c
C2
B
1
a1
不管在主动件上作用多大的驱动力，都不能在从动件 上产生有效分力的机构位置，称为机构的死点位置。
死点：当机构处于传动角 0（或压力角 90 ）的位置
Ft=Fcosα =Fcos90=0
Fn=Fsinα =Fsin90 =F
B2 A
vB
B1
FB
脚
D
C2 踏板
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C1 缝纫机主运动机构 41
B2 A
工件
DD
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47
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48
请思考： 下列机构有没有死点位置？有的话，死点位
置在哪里；怎样使机构通过死点位置。
B
1
a
2b C
vc
A
3
4
2 1B A
3
C
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第三章 平面连杆机构及其设计
§3－1 平面四杆机构的基本型式 §3－2 平面四杆的其它演化型式 §3－3 铰链四杆中曲柄存在的条件 §3－4 平面四杆的主要工作特性 §3－5 用图解法设计平面四杆机构
§3－1 平面四杆机构的基本型式及其演化
由若干刚性构件用低副联接而成的机构称为连杆机构
连杆机构可分为 空间连杆机构和 平面连杆机构
双滑块机构
2 2 3
２作机架 ３作机架 1 作机架
3 33
1 A 4 D
11
A A
4 4
D D
曲柄摇杆机构
曲柄摇杆机构 双摇杆机构 双曲柄机构
４、运动副元素的逆换
3 B 2 C 2 3 4
3, 4包容 关系互换
C
B
1 A
1 A 4
摆动导杆机构
曲柄摇块机构
四杆机构的演化： 1 .改变运动副的类型； 2 .改变运动副的尺寸； 3 . 选不同构件作机架； 4 .运动副元素逆换。
d
c d a b a c d b
空间连杆机构 平面连杆机构
§3－1 平面四杆机构的基本型式 一、平面四杆机构的基本型式
二杆
三杆, 不可能运动.
铰链四杆机构：
平面连杆机构的基本型式是铰链四杆机构 其余四杆机构均是由铰链四杆机构演化而成的
结构特点：四个运动副均为转动副 组成：机架、连杆、连架杆
2 B 3 C
曲柄
(周转副)
摇杆(摆杆)
s=lABsin
A
正弦机构
2、改变运动副的尺寸
B 1 A h=2lAB 2 B
3 C 4
B副扩大
A
1
2
3 C 4
对心式曲柄滑块机构

• 动画解说
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五、平面四杆机构的基本特性
• 3、存在死点 • 对传动来说死点是有
害的，可以通过安装 飞轮等方法克服。 • 也有机构利用死点工 作的，如钻床夹具等。
钻床夹具
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写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
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空间运动副
• 两构件的相对运动为空间运动。
球面副
螺旋副
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平面连杆机构运动简图
• 表示机构中各构件之间相对运动关系的简单图形。
• 颚式破碎机 简图划法（动画）
内燃机简图
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铰链四杆机构的基本形式
若有一个条件不满足，则无曲柄存在，此四杆机构只能是
双摇杆机构。 推论： 最短杆是连架杆之一——曲柄摇杆机构 最短杆是机架 ——双曲柄机构 最短杆是连杆 ——双摇杆机构
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平面四杆机构的其他形式
• 1、曲柄滑块机构
应用实例
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• 其中两连架杆均为曲柄；ห้องสมุดไป่ตู้
应用实例 视频
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3、双摇杆机构
• 其中两连架杆均为摇杆。
应用实例
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铰链四杆机构曲柄存在的条件

工程应用前景
分析优化后机构在工程应用中的前景，为实 际应用提供指导。
05
平面连杆机构的未来发展
新材料的应用
轻质材料
01
采用轻质材料如碳纤维、玻璃纤维等，降低机构重量，提高运
动性能。
高强度材料
02
选用高强度材料如钛合金、超高强度钢等，提高机构承载能力
。
复合材料
03
利用复合材料的各向异性特点，优化机构性能，实现多功能化
遗传算法
利用遗传算法对平面连杆机构进行优化，通 过不断迭代和选择，寻找最优解。
约束处理
在优化过程中，需要特别注意处理各种约束 条件，如几何约束、运动约束等。
优化实例
曲柄摇杆机构优化
以曲柄摇杆机构为例，通过优化算法找到最优 的设计参数，使得机构的运动性能达到最佳。
双曲柄机构优化
对双曲柄机构进行优化，改善机构的运动平稳 性和精度。
平面连杆机构系列优化
对一系列平面连杆机构进行优化，比较不同机构的性能特点，为实际应用提供 参考。
优化效果评估
性能指标
通过性能指标来评估优化效果，如运动精度 、运动范围、刚度等。
经济性评估
评估优化后机构的经济效益，包括制造成本 、运行成本等。
实验验证
通过实验验证优化的有效性，对比优化前后 的性能差异。
。
新工艺的探索
精密铸造
通过精密铸造技术，提高 零件的精度和表面质量， 减少加工余量。
激光切割
利用激光切割技术，实现 零件的高精度、高效率加 工。
3D打印
利用3D打印技术，快速制 造复杂结构零件，缩短产 品研发周期。
新技术的应用
智能控制
有限元分析
引入智能控制技术，实现机构的高精 度、高效率运动控制。